由圆锥曲线离心率引起的十类变式
2021-02-07福建省泉州市第七中学
■福建省泉州市第七中学
求解圆锥曲线离心率的取值范围,常涉及列不等式、三角形中角的变化,圆锥曲线的定义、性质等知识点,综合性强,计算量大。很多同学解题时感到吃力,甚至半途而废,若掌握问题本质,解题就变得容易了。下面给出由圆锥曲线离心率引起的十类变式,希望同学们在阅读完这些题目后能有所收获!

图1
例1双曲线=1(a>0,b>0)的两个焦点为F1,F2,若P为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为( )。
A.(1,3) B.(1,3]
C.(3,+∞) D.[3,+∞)
解法一:利用三角形正余弦定理。

解法二:利用三角形的两边之和大于第三边,及两边之差小于第三边。但要注意可以取到等号成立,因为可以三点共线。
设|PF2|=m,则|PF1|=2m,|PF1|-|PF2|=m=2a。又因为|PF1|+|PF2|≥|F1F2|(当且仅当P,F1,F2三点共线等号成立),所以3m≥2c,6a≥2c⇒e=。
又e>1,故e∈(1,3],选B。
解法三:利用焦半径公式确定a与c的关系。
设点P(x0,y0)(x0≥a),则由焦半径公式可得|PF1|=ex0+a,|PF2|=ex0-a。因为|PF1|=2|PF2|,所以ex0+a=2(ex0-a),解得x0=。因x0=≥a,故e≤3。又e>1,故e∈(1,3],选B。
解法四:数形结合和有界性。
因为|PF1|-|PF2|=2a,且|PF1|=2|PF2|,所以|PF2|=2a。即在双曲线的右支上恒存在点P,使得|PF2|=2a。由图1可知|AF2|≤|PF2|,故|OF2|-|OA|=ca≤2a,c≤3a⇒e=。
又e>1,故e∈(1,3],选B。
理解了这道题的解法及对策后,我们再来看看一些同类变式题,有助于我们解决此类问题!
同类变式1:已知双曲线0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线的右支上,若此双曲线的离心率为e,且|PF1|=e|PF2|,则e的最大值为( )。


图2
解析:可采用例1的解法四。如图2所示,|PF1|-|PF2|=(e-1)|PF2|=2a⇒|PF2|
由解法四可知:

A.(1,+∞) B.(0,3]
C.(1,3] D.(1,2]

同类变式3:已知点F是双曲线=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是锐角三角形,则该双曲线离心率e的取值范围是( )。


图3
解析:可采用例1的解法一。如图3 所示,设∠AEB=θ<90°,由双曲线的对称性及通径可知,∠AEF=。……
